无溶剂涂布复合试验机电控系统软硬件设计与仿真

摘要

无溶剂涂布复合工艺具有高效、节能、环保、生产成本低等优点，是当前涂布复合行业的发展趋势。但是，我国对无溶剂复合技术的研究刚刚起步，在涂布量的控制理论依据缺少，多以工程经验为主。本文以无溶剂涂布复合试验机为研究对象，开发设计一套高速、稳定的控制系统，结合机械部分，为无溶剂涂布机理的研究建立试验平台。
　　本文从无溶剂涂布复合的工艺流程和设备构成入手，对无溶剂涂布复合试验机的控制系统进行了分析，结合无溶剂涂布复合试验机的关键技术，通过各种控制方案的对比，确定了以ProfibusDP现场总线控制为基础的无溶剂涂布复合试验机的总体控制方案。根据涂布量的控制原理，把涂布量控制问题转化为速度同步问题，并通过多种同步控制策略的对比，最后确定了环形耦合控制方式，并对其进行了建模仿真。通过探讨张力控制原理，一放卷机构为例，建立了放卷张力模型。在此基础上得出了张力、速度和卷径间的耦合关系。
　　无溶剂涂布复合试验机张力控制对象是一个多输入、时变的非线性系统，应用传统的PID控制策略很难获得满意的效果，本文根据模糊控制的特点，将模糊控制理论与PID控制结合，最终采用模糊自适应PID控制策略，应用于该张力控制系统中，对其建立控制模型并进行了仿真。
　　本文对控制系统进行了软件和硬件系统的设计，对电气设备进行了布局和安装，并根据系统要求开发了模块化的功能程序。最后，对系统功能程序进行了在线调试，结果表明运行调试结果与理论分析基本吻合。

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第一章 绪 论

1.1无溶剂涂布复合试验机的介绍

1.2无溶剂涂布复合试验机的关键技术

1.3课题背景与意义

1.4主要研究内容与论文结构安排

第二章 无溶剂涂布复合试验机控制系统分析

2.1 无溶剂涂布复合试验机控制系统构成分析

2.2 无溶剂涂布复合试验机控制系统总体方案设计

2.3 本章小结

第三章 涂布量控制及其同步控制策略

3.1涂布量控制原理

3.2 多电机同步控制策略

3.3 同步控制建模仿真

3.4 不同速比下的同步控制策略

3.5 本章小结

第四章 张力控制系统设计

4.1 张力控制系统概述

4.2 无溶剂涂布复合试验机张力控制系统的结构

4.3 放卷段建模及仿真

4.4 本章小结

第五章 模糊控制研究及仿真

5.1 模糊控制的基本原理

5.2 模糊控制器的设计方法

5.3 模糊自适应PID控制器设计

5.4 模糊自适应PID控制建模仿真

5.5 本章小结

第六章 控制系统的硬件设计

6.1 CPU及其扩展模块

6.2 2类主站

6.3 变频器

6.4 电机功率计算选型

6.5 本章小结

第七章 控制系的统软件设计

7.1 控制系统的网络设计

7.2 控制系统PLC软件设计

7.3 WinCC Flexible人机界面设计

7.4 系统调试与运行结果

7.5 本章小结

第八章 总结与展望

参考文献

致谢

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